Kreiszylinderschale aus Faserverbundwerkstoff - Versuche und FE-Berechnungen Versuche und FE-Berechnungen

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Diplomarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Luft- und Raumfahrttechnik, Note: 2,0, Universit?t Kassel (Institut f?r Strukturmechanik), Sprache: Deutsch, Abstract: Schlanke oder d?nnwandige Strukturelemente neigen unter Druckbelastung dazu, sich durch seitliches Ausweichen der Aufnahme hoher Lasten zu entziehen. Dieses Ausweichen tritt oft pl?tzlich und ohne Ank?ndigung auf und begrenzt das Tragverm?gen. Der Vorgang wird bei St?ben als Knicken, bei Platten und Schalen als Beulen bezeichnet. Knicken und Beulen werden gemeinsam unter dem Begriff Stabilit?tsproblem zusammengefasst. Die Diskussion des Beulverhaltens galt bisher ?berwiegend der idealen Struktur. In der Realit?t weisen die Strukturen Abweichungen von der idealen Gestalt auf, die Lasten werden nicht genau den Annahmen entsprechend eingeleitet oder die Steifigkeiten zeigen ?rtliche Abweichungen vom Sollwert. All diese Unregelm??igkeiten werden unter dem Begriff Imperfektionen zusammengefasst. Sie bewirken, dass die maximale Belastbarkeit verringert wird. Der Forschungsschwerpunkt auf dem Gebiet der Imperfektionen liegt auf den geometrischen Imperfektionen. Durch Versuche konnte gezeigt werden, dass selbst sehr kleine Abweichungen vom idealisierten Zustand einen gro?en Einfluss haben k?nnen. Bei der Verwendung von Faserverbundwerkstoffen ist die Anzahl der Variationsm?glichkeiten einer Kreiszylinderschale durch die zus?tzlichen Parameter Anzahl, Dicke und Faserorientierungen der Einzelschichten im Vergleich zu isotropen Werkstoffen um ein Vielfaches h?her. Die Anzahl der durchgef?hrten Versuche aber ist um ein Vielfaches niedriger. Da im Bereich der Luft- und Raumfahrt Faserverbundwerkstoffen jedoch eine immer gr??ere Bedeutung zukommt, werden Untersuchungen mit dieser Materie zunehmend wichtiger. Um den Einfluss verschiedener Parameter auf das Beulverhalten untersuchen zu k?nnen, muss das Modell der Finite Elemente Methode durch Vergleiche mit Versuchsergebnissen verifiziert werden. F?r die Untersuchungen mit der Methode der Finiten Elemente wird das kommerzielle Programmpaket ABAQUS verwendet. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Verhalten der unversteiften Kreiszylinderschale aus Faserverbundwerkstoff abgebildet und beschrieben. Dabei wurden sowohl die Probleme bei der Auswahl der Parameter der Berechnung als auch die Probleme bei der Verwendung kommerzieller FE-Tools als Black-Box aufgezeigt. Da die m?gliche Anzahl der zu w?hlenden Parameter mannigfaltig ist, wurde zu jeder Teilaufgabe nur eine sehr eingeschr?nkte, m?glichst repr?sentative Auswahl getroffen, um den Umfang dieser Arbeit zu begrenzen.

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